随机环境中表型转换对肿瘤生长与存活的进化意义

肿瘤在不断变化的微环境条件下演化，而癌细胞适应波动环境的一种关键主要机制，是通过上皮—间质可塑性（epithelial-mesenchymal plasticity, EMP）进行的随机表型转换。在此，我们证明了人乳腺上皮细胞系中EMP的存在，并评估了在有利与严酷条件之间波动的环境中，E细胞和M细胞的适应度。 随后，我们构建了一个用于分析具有E-M随机表型转换的肿瘤演化的理论框架，该框架整合了E细胞与M细胞的行为。我们通过三个特征时间来表征肿瘤演化的结果，这三个特征时间分别描述：i）肿瘤生长；ii）表型适应；以及iii）环境波动。我们识别出肿瘤生长与存活之间的权衡关系，而使这两个目标分别达到最大化的表型转换速率并不相同。 基于对肿瘤存活的分析，我们提出了一种抗癌治疗策略，结果表明，在波动环境下，阻断间质向上皮转变，而非上皮向间质转变，才是关键。因此，本研究阐明了肿瘤在波动环境中进行表型适应的基本进化机制，并可能具有重要的临床意义。

肿瘤在不断变化的微环境条件下进化，而癌细胞适应波动环境的一个关键主要机制是通过上皮—间质可塑性（epithelial-mesenchymal plasticity, EMP）发生随机表型转换。在本文中，我们证实了人乳腺上皮细胞系中EMP的存在，并评估了E细胞和M细胞在有利与严苛条件之间波动的环境中的适应度。随后，我们建立了一个用于分析具有E-M随机表型转换的肿瘤进化的理论框架，该框架整合了E细胞与M细胞的行为。我们通过三个特征时间来表征肿瘤进化的结果，这三个特征时间分别描述：i）肿瘤生长；ii）表型适应；以及iii）环境波动。我们识别出肿瘤生长与存活之间的一种权衡，不同的表型转换速率分别使这两个目标达到最大化。基于对肿瘤存活的分析，我们提出了一种抗癌治疗策略，结果表明，在波动条件下，阻断间质向上皮转变，而非上皮向间质转变，是至关重要的。因此，本研究阐明了波动环境中肿瘤表型适应的基本进化机制，并具有潜在的重要临床意义。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.18.745434v1?rss=1

🏷️ 肿瘤演化 表型转换 上皮-间质可塑性 随机环境 适应度权衡 理论建模